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Hartmetallwendeschneidplatte mit Spanleitstufen
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Die Erfindung betrifft eine llartmetallwendeschneidplatte mit Spanleitstufen
für die Metallbearbeitung, insbesondere zum Drehen, bei der sich an jede gerade,
vorzugsweise angefaste Schneidkante eine zur Schneidplattenmitte hin geneigte ebene
Spanfläche anschließt, die in eine parallel zur Schneidkante liegende Spanbrechernut
übergeht, deren Rt1ckenfläche eine zentrale Fläche schneidet.
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Bei der spanenden Verkstoffbearbeitung ist das Führen und Brechen
des Spanes eine außerordentlich wichtige Funktion, die für einen störungsfreien
Bearbeitungsablauf und für ein gefahrloses Arbeiten an den Werkzeugmaschinen entscheidende
Bedeutung hat. Es muß gewKilrleistet sein, daß die aslaufenden Späne in Wendel-oder
Nockenform kurz gebrochen werden und weder die bearbeitete Werkstückfläche noch
die nicht im Einsatz befindlichen Schneidkanten beschädigen können.
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Da die leitung des ablaufenden Spanes mit Formänderungsarbeit verbunden
ist, muß auch deren Einfluß auf die Größe der Schnitt kräfte dahingehend berücksichtigt
werden, daß möglichst kleine Schnitt kräfte auftreten, damit der Schneidenverschleiß
und der Energieaufwand beim Spanungsvorgang niedrig liegen.
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Um diese Anforderungen an einen spanungstechnisch günstigen Spanablauf
zu erfüllen, werden dreieckige und viereckige Hartmetallwendeschneidplatten mit
Spanleitstufen versehen, wobei die Wendeschneidplatte in einer zentrisch liegenden
Aufnahmebohrung befestigt wird und eine völlig freie Oberfläche ohne den Spanablauf
behindernde Spannelemente aufweist. Eine solche polygonale Wendeschneidplatte wird
in der DE-PO 19 12
203 beschrieben, die mit längs der Schneidkante
verlaufenden Spanbrechernuten versehen ist, deren Breite und Tiefe sich ausgehend
von den Schneidenecken kontinuierlich zur Mitte hin auf je einen in der Mitte liegenden
Icieinstwert verringert. Der Nachteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, daß
die an den Schneidenecken zusammenlaufenden Spanbrechernuten eine sehr breite, flache
Nut ergeben. Der ablaufende Span wird folglich auf die bearbeitete Werkstückfläche
gelenkt und beschädigt diese.
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Bei der Wendeschneidplatte nach DE-AS 1# -#2 360 sind die Spanbrechernuten
gegenüber der vorstehend beschriebenen mit entgegengesetzten Merkmalen ausgeführt.
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Das bedeutet, daß die Breite und Tiefe der Spanbrechernut von den
Schneidecken zur Schneidenmitte hin kontinuierlich auf je einen in der Mitte liegenden
tiöchstwert anwachsen. Nachteilig an dieser Ausführung der Spanbrechernut ist, daß
der Mittelteil der Wendeschneidplatte in gleicher lIöhe liegt wie die Schneidkante
und die Spanbrechernut sehr flach ausgelegt ist. Der Span wird an der, der Schneidkante
gegenüberliegenden K'ante abgelenkt und läuft entlang der Spanbrechernut parallel
zur Schneidkante nach hinten ab, was bei einer ungünstigen Brechung von Wendelspänen
zur Beschädigung der dahinterijegenden, nicht im Eingriff befindlichen Schneidkante
führt. Diese Nachteile der beiden bekannten Ausführungsformen der Spanbrechernuten
sollen nach der DE-OS 22 54 270 dadurch beseitigt werden, daß die zentrale Fläche
der Wendeschneidplatte, die sich an jede Spanbrechernut mit einem rippenartigen
Ubergang anschließt, eine ebene Fläche ist, wodurch sich eine pyramidenförmige Ausnehmung
ergibt. Das bedeutet, daß die Verhialtnisse der Spanablenkung in allen Schneidenbereichen,
die hinter der Abrundung der Schneidenecken liegen, gleich sind. Dadurch ist diese
Wendeschneidplatte nur fur einen einzigen bestimmten Fall der
Schnittbedingungen
geeignet.
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Schmale Späne, entsprechend der diagonalen Breite der Spanbrechernut
rollen verhältnismaßig groß gewendelt zur Werksttlckfläche, was bei der hierfür
in Betracht kommenden Schlichtbearbeitung ungünstig ist. Mit zunehmender Spanbreite
wird die Richtung des Spanablaufes indifferent und es ist vom Werkstückwerkstoff,
von der Vorschubgröße, der Spandicke und der Schnittgeschwindigkeit abhängig, ob
der Span zum Werkstück oder vom Werkstück weg abläuft. Die als Hohlkehle ausgebildete
Spanbrechernut führt auch dazu, daß zu lange Spanwendel entstehen, was £r die SpänelvegfUhrung
ungünstig ist.
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ähnliche Verhältnisse sind auch bei der Wendeschneidplatte nach DE-OS
29 46 022 vorhanden, bei der Spanleitstufen absatzförrnig vorgesehen werden, wodurch
zu lange Bandspäne auftreten.
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Aus den Veröffentlichungen DE-OS 16 02 967 und DE-PS 16 02 968 kann
entnommen werden, daß der Ausbildung von Spanbrecherstufen im Bereich der Schneidenecke
besondere Bedeutung zukommt, wenn- auch bei kleinen Schnittiefen bzw. kleinen Spanbreiten
eine Spanbrechung erzielt werden so Es ist aber so, daß die vorgeschlagenen Mittel
in der Form von diagonalen Rippen oder Mulden im Sckenbereich die Schneidhaltigkeit
der Schneidenecke stark beeinträchtigen. Das trifft auch für die komplizierte Form
der diagonalen Rippen im Eckenbereich nach DE-OS 30 29 628 zu, wobei diese Konstruktion
auch noch wegen den absatz- oder treppenförmigen Spanleitstufen ungünstige, zu lange
Bandspanformen ergibt.
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Es ist das Ziel der Erfin#'iing, eine Wendeschneidplatte zu entwicklen,
die in einem großen Bereich von Spanungsbedingungen eine günstige Spanablenkung
und Spanformgroße erbringt und die durch niedrige SchnittkräCte den Verbrauch an
Antriebsenergie senkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer .ttendeschneidplatte
mit Spanleitstufen, die sich daran anschließende Spanbrechernut zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rückenflächen
der Spanbrechernuten im mittleren Bereich der zugehörigen Schneidkanten bogenförmige,
durch je eine geneigt zur Schneidplattenmitte verlaufende Hohlfläche gebildete Ausnehmungen
aufweisen und daß auf der Winkelhalbierenden jeder Schneidenecke eine die Pückenflächen
der Spanbrechernuten sowie die Hohlflächen unterbrechende Spanleitnut angeordnet
ist.
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Es ist zweckmäßig, die diagonalen Spanleitnuten so auszubilden, daß
ihr Querschnitt ein Kreisabschnitt ist.
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Eine besonders vorteilhafte Lage der diagonalen Spanleitnuten ist
dann vorhanden, wenn sie tiefer als die Schneidkante liegen und zur Schneidplattenmitte
hin geradlinig oder kreisbogenförmig geneigt verlaufen.
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Als zwackmäBig hat es sich auch ensiesen, die geneigt zur ,chneidplattenmitte
verlaufende Hohlfläche als konkave Zylindermantelfläche auszubilden.
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'.wie sich aus dem vorstehend dargelegten Wesen der Erfindung ergibt,
wird von einer lllendeschneidplatte mit Spanleitstufen ausgegangen, die ebene Spanflächen
aufweist und bei der der günstigste Keilwinkel für eine positive Schneidengeometrie
vorgesehen werden kann.
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Dadurch ergeben sich vorteilhafte Schnittbedingungen, die durch die
erforderlichen Maßnahmen zur Einflußnahme auf den Spanablauf nicht verschlechtert
werden dürfen, wie das bei den vorbekannten Wendeschneidplatten der Fall ist.
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Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist die sich an die Spanfla'che anschließende
Spanbrechernut an ihrer Rückenflache durch eine geneigt zur Schneidplattenmitte
verlaufende
Hohlfläche bogenförmig ausgenomr#en, so daß breitere
Späne über diese Ausnehmung zur Mitte der Wendeschneidplatte hin abgelenkt werden.
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Dabei wird der Verformungsgrad der Späne sowie die Größe der Kontaktfläche
mit der Spanbrechernut sehr niedrig gehalten, wodurch sich die Schnittkraft nur
unerheblich erhöht. Der Spanablauf über die sich zwischen der Spanbrechernut und
der zur Schneidplattenmitte geneigten Ilohlfläche ergebenden Spanleitkanten gewährleitstet
die Entstehung von kurzgewendelten Spänen.
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Bei schmäleren Spänen übernimmt diese Funktion die auf der Winkelhalbierenden
jeder Schneidenecke liegende Spanleitnut, die ebenfalls eine Ablenkung des Spanes
zur Mitte der Wendeschneidplatte und Spanbrechung bewirkt.
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Durch diese Form der Spanbildung und -ableitung sind die Verformungs-
und Trennkräfte verhältnismaßig niedrig, wodurch auch die Beanspruchung des Werkzeuges
infolge der durch den ablaufenden Span verursachten Reibung sinkt, sowie die Kontaktzonen
zwischen Span und Spanfläche geringer werden, so daß sich die SchnittkraSte nicht
wessntlich wegen der Spanformung erhöhen, was sich positiv auf das Verschleißverhalten
der Werkzeugschneidkante auswirkt.
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Die Erfindung soll nachstehend an einen Ausfuhrungsbeispiel n#her
erläutert werden.
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In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: eine Draufsicht auf
die Oberseite eines quadratischen Schneidensatzes mit kleinen Spanle itnuten Fig.
2: eine Draufsicht auf die Oberseite eines quadratischen Schneideinsatzes mit großen
Spanle itnuten Fig. 3: einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 111-111 in Fig.
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Fig. 4: einen vergrößeten Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.
2 Fig. 5: einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1 Fig. 6: einen
vergrößerten Schnitt entlang der Linie VI-VI aus Fig. 2 Wie aus den beiden Draufsichten
auf die Wendeschneidplatte gemäß Fig. 1 und Itig 2 ersichtlich ist, unterscheiden
sich diese voneinander lediglich durch die Länge der diagonalen Spanleitnuten 1
und den Durchmesser der Hohlflachen 2. Wegen der prinzipiell gleichen Funktion dieser
spanformenden Elemente wurden der Einfachheit halber für beide Schneidplatten dieselben
Bezugszeichen verwendet. Die Variante der Wendeschneidplatte nach Fig. 1 ist für
die Schruppbearbeitung bestimmt, bei der große und dicke Späne anfallen, während
die Wendeschneidplatte nach Fig. 2 bevorzugt für kleine bis mittlere Spanquerschnitte
eingesetzt werden soll.
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Beide Wendesciineidplatten haben eine quadratische Grundform mit geraden
umlaufenden Schneidkanten 3 die mit ebenfalls umlaufenden Schneidenfasen 4 versehen
sind. An jede dieser Scheidenfasen 4 schließt sich eine unter einem positiven Spanwinkel
zur Schneidplattenmitte geneigte Spanfläche 5 an, die in eine Spanbrechernut 6 übergeht.
Die Rückenflächen jeder der Spanbrechernuten 6 werden im mittleren Bereich der zugehörigen
Schneidkante 3 durch eine geneigt zur Schneidplattenmitte verlaufende Hohlfläche
2 bogenförmig ausgenommeno Auf der Winkelhalb ierenden einer jeden Schneidenecke
7 ist eine Spanleitnut 1 angeordnet, von der die Rückenflächen der Spasibrecher
nut 6 und die Hohlflachen 2 unterbrochen werden.
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Durch die sich ergebenden Ausnehmungen in der Rückenfläche
der
Spanbrechernut 6 werden wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, spanabweisende Kanten
8, 9 gebildet, die für die angestrebte Spanform ausschlaggebend sind.
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Eine entsprechende spanabweisende Kante 10 ergibt sich auch an der
Spanleitnut 1 gemäß Fig. 5 und 6.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Spanleitnut 2 B Hohlfäche
3 - Schneidkante 4 - Schneidenfase 5 - Spanfläche 6 - Spanbrechernut 7 - Schneidenecke
8 9 - Spanabweisende Kanten 10 - )